Методология научного исследования информационных потоков для проектирования и разработки информационных систем и ресурсов
28 апреля 2017
Рубрика: Технологии.
Автор: Богдан Шкляревский.

В отличие от материально-вещественных или энергетических информационные ресурсы (ИР) не обладают признаками или характеристиками, которые можно было бы оценить количественными мерами с использованием общепринятых систем измерений (например, веса, длины, мощности и т.п.).

При синтаксическом анализе информации имеется возможность описания некоторых внешних или формальных характеристик ИР в количественном виде, например: объем сообщения, количество знаков или рисунков, количество информации и т. д. Ряд характеристик можно представить в качественном виде: это свойства носителя информации, форма представления (документ в печатном или электронном виде, знания эксперта, консультанта и т. п.) и др.

Исследование информационных потоков осуществляется, как правило, на основе построения их моделей того или иного рода. Эти потоки называются потоки данных. Как правило, различают следующие подходы исследования и моделирования:

а)  Графические (диаграммные):

  • метод организационно-оперативных диаграмм;
  • метод диаграмм потоков данных;
  • метод сетевого моделирования;
  • метод иерархических диаграмм (деревья);
  • метод бизнес-диаграмм;
  • метод опердиаграмм;

б)  Аналитические методы:

  • метод реквизитов;
  • метод матричного моделирования;
  • методы анализа матриц смежности графов;
  • методы транспортных сетей;

в)  Методы экспертизы.

Вышеперечисленные методы формируются из данных, полученных в результате: наблюдений, анкетирования, опроса, сбора необходимой первичной документации. Ниже мы рассмотрим некоторые из вышеперечисленных методов.

Графический метод используется для описания потоков информации (главным образом, документопотоков) небольшой размерности на макроуровне, для выявления общей структуры и функций системы управления, а также для совершенствования существующих потоков информации.

Основные элементы потока — документы. Отношение между ними изображается в виде графической схемы. Процедуры преобразования элементов потока (обработки документов) записываются в виде кратких пояснений на схеме потока. Система координат графика двумерная. В заголовок столбцов записываются наименования структурных подразделений конкретной организации, в заголовках строк — наименования моментов или промежутков времени. Шкала может быть равномерной или неравномерной. Каждый документ на схеме изображен в виде прямоугольника с указанием номера документа. Стрелка, идущая к документу (от документа), показывает направление движения информации. Под документом даны краткие пояснения:

  • какие процедуры осуществляются при обработке документа;
  • какая информация из документа используется в данный момент в данном месте;
  • как используется эта информация;
  • какая информация записывается или изменяется в документе и почему;
  • где можно найти подобные пояснения.

Графический метод является простым, наглядным, универсальным и экономичным методом описания потоков информации на макроуровне. Однако при увеличении размерности потока схема может стать настолько велика, что потеряет свою ценность как средство анализа, или будет настолько поверхностна в деталях, что не окажет помощи при анализе потоков информации.

Таким образом, данный метод целесообразно использовать для анализа организации и совершенствования существующей схемы потоков информации на макроуровне.

Описание потоков информации процессов управления с помощью графов является одним из наиболее разработанных методов. С его помощью достигается наглядность функционирования системы управления и движения потоков информации; применение математического аппарата теории графов позволяет оптимизировать работу управления и каналов связи; имеется возможность также представить динамику управления и движения информации, которая ускользает при пользовании другими методами. В настоящее время имеется много примеров использования теории графов в описании данных процессов. Они различаются по характеру описываемых объектов, по видам графов.

Исследование информационного потока на основе его сетевой модели. Метод основан на применении сетевого графика и традиционных методов его анализа и оптимизации. Понятия работы и события принимают характер, соответствующий процессу управления, а именно: под работой понимается определенная задача управления, решаемая работниками данного аппарата управления; под событием понимается определенный документ, который был составлен в ходе выполнения работ (конечное событие) либо будет использоваться в ходе выполнения работ (начальное событие).

Анализ сетевой модели управления производится традиционными методами. Находятся критический путь, резервы времени (каждая работа, производимая управленческим аппаратом, характеризуется своей длительностью, определено время наступления каждого события), определяются узкие места, производится перераспределение ресурсов и т. д.

Метод функционально-операционного анализа предназначен для организации, синтеза и обработки информации, необходимой органам территориального планирования. Кроме того, он применяется в работе высших функциональных органов планирования и управления, не связанных непосредственно с управлением технологическими процессами.

Существо метода заключается в следующем: выявляются основные функции территориальных плановых (или других управляющих) органов; функции расчленяются на элементы; элементы состоят из операций. Для каждой операции составляется схема, находятся цели, функции и информационные связи; находятся объемы информации, определяется ее характер с помощью составления систем входной и выходной информации в формах документов. Операции планирования объединяются в логическую сеть, на основе которой формируется география потоков объективно необходимой информации.

Порядок разработки модели. Работа по анализу и конструированию информационных систем выполняется в следующей последовательности:

  • разработка научных основ и принципиальной схемы информационной системы;
  • выявление структуры и функций системы;
  • разработка логической схемы моделирования;
  • сбор и анализ алгоритмов и моделей планово-экономических задач;
  • разделение информационной системы на подсистемы, элементы и операции, изучение каждой подсистемы;
  • определение и формализация задач, которые поддаются алгоритмизации, типизации операций;
  • выявление целей, функций и связей каждой операции;
  • составление математических моделей операций;
  • подбор и разработка алгоритмов, их обоснование, выработка рекомендаций по применению;
  • определение объемов и характера информации, построение новой системы документации;
  • разработка алгоритмической схемы обработки информации;
  • построение территориальной информационной системы.

Первая стадия моделирования информационной системы включает в себя определение границ этой системы, формулировку исходных предпосылок и определение характера работы по построению системы. Работы подразделяются на титульные, проблемные, подробные и текущие.

Структура и функции системы выявляются с помощью макромоделей. В случае появления нескольких разнородных функций система считается сложной. Одновременно увязываются операции низшего и верхнего планирования, обеспечивается моделирование основных связей и взаимодействий, возникающих при построении плана.

Следующим этапом является разбиение системы на составные части, подсистемы, элементы, операции. Границы системы задаются исследователем. Подсистема, которую нельзя больше разделить по определенному критерию, рассматривается в качестве компоненты, компонента, в свою очередь, делится на операции, для каждой операции выявляются цели, функции и связи, затем составляется их математическое описание и подбирается метод решения модели.

Задачи, соответствующие определенным операциям, соединяются в группы единой логической схемой. Перечень задач позволяет ориентировочно определить объем информации и способствует эффективной организации процессов моделирования.

Моделирование операции состоит из:

  • определения целевой функции операции и разработки правил отбора решений;
  • построения иерархии элементов операции;
  • определения входа и выхода операции;
  • определения и измерения информационных связей и потоков;
  • составления системы коммуникаций передачи информации;
  • разработки системы документации;
  • алгоритмизации и последующего составления программы;
  • оценки технических средств.

После этого производится расчет ориентировочного объема информации: определяется класс задач, к которому принадлежит операция, строится логическая схема решения, определяются объемы вводимой, выводимой, хранимой информации, количество арифметических и логических операций по обработке информации, длина массивов информации; на основе этого выводится средний объем ожидаемой информации.

Следующим этапом будет подбор моделей и алгоритмов уже известных и меняющихся, а также разработка новых алгоритмов для еще не решавшихся задач. В этом случае привлекаются новые методы, например, эвристические. Средством взаимосвязи операций может служить сетевая модель, определяющая размещение потоков информации и порядок выполнения операций. В результате моделируется весь информационный процесс, выявляются его звенья, конструируются новые необходимые потоки информации.

Следующим этапом является разработка алгоритмической схемы обработки информации, составляются математические программы; производится оценка технических средств. Заключительный этап — имитация информационных систем с помощью вычислительной техники и системы динамических моделей.

Методы экспертизы, как правило, включают в себя весь комплекс мер по изучению информационной системы на соответствие стандартам и высокому уровню информационной безопасности, а также этапы проектирования с возможностью последующей модернизации.

Требования к организации комплексной экспертизы предполагают подход, включающий экспертизу технико-технологических и дизайн-эргономических аспектов создания и использования информационных ресурсов. В ходе технико-технологической экспертизы выявляются:

  • возможность нормального функционирования средства в требуемых средах, в сетевом режиме, в сочетании с другими информационными ресурсами;
  • корректность использования современных средств мультимедиа и телекоммуникационных технологий;
  • надежность, устойчивость в работоспособности, устойчивость к дефектам;
  • наличие и качество защиты от несанкционированных действий;
  • простота, надежность и полнота инсталляции и деинсталляции;
  • достаточность технического комплекта, сопровождающего средство (наличие необходимых системных программ, шрифтов и пр.);
  • дружественность работы инсталлятора (если наличие инсталлятора предусмотрено);
  • работоспособность всех заявленных функций и возможностей;
  • наличие подсистем диагностики, предупреждений, продолжения работы при восстановлении работоспособности системы;
  • корректность функционирования информационной системы одновременно с другими средствами;
  • скорость отклика на запросы пользователей.

Очевидно, что использование современных информационных технологий и решений все больше определяет успех развития информационных систем. Для достижения поставленных целей возможности информационных систем должны удовлетворять информационные потребности персонала и пользо­вателей. Информационная поддержка процессов требует создания определенной информационной инфраструктуры, а эффективность такой поддержки связана с качеством информационной системы. Информационная инфраструктура создается в процессе реализации ИТ-проекта и требует серьезных затрат, с затратами связано и ее сопровождение. Для оценки эффективности ИТ-проекта на разных стадиях его реализации используют разные инструменты и методики. Учитывая постоянный рост расходов на ИТ, необходимо тщательно контролировать как их величину, так и получаемые в результате реализации выгоды. Это необходимо делать для определения реальной ценности ИТ-проекта. Эффективность ИТ-проекта характеризуется системой показателей, количественные оценки которых могут быть получены с использованием различных методик, но делать это следует с учетом конкретных условий и особенностей моделируемых систем.

Автор: Богдан Шкляревский, главный специалист Центра обеспечения информационной безопасности

Orphus system
Подписывайтесь на канал infoCOM.UZ в Telegram, чтобы первыми узнавать об ИКТ новостях Узбекистана
В Telegram
В WhatsApp
В Одноклассники
ВКонтакте